一、技術(shù)原理

鏡面焊焊接技術(shù)，就是依據(jù)鏡面成像原理，在肉眼無法觀察到的焊口位置附近放置一面鏡子，通過觀察鏡子內(nèi)的熔池來控制焊接操作的一種方法。

二、主要用途

在超超臨界火電機(jī)組塔式爐安裝過程中，由于組件管排數(shù)量大，管排節(jié)距小，焊口的局部位置肉眼無法觀察到，給焊口的焊接帶來了意想不到的困難。必須采用特殊的“鏡面焊”焊接方法進(jìn)行焊接。本成果通過研究鏡面焊工藝，制定了專門的鏡面焊焊接操作培訓(xùn)方案，利用設(shè)計(jì)制作的專用鏡面焊練習(xí)模擬架、焊接專用鏡對(duì)焊工進(jìn)行鏡面焊焊接培訓(xùn)，使之掌握肉眼無法觀察到焊口的焊接方法，保證焊口優(yōu)良的內(nèi)在質(zhì)量、外觀質(zhì)量。同時(shí)優(yōu)化組合焊接順序，提高工作效率，縮短塔式爐的安裝工期，解決塔式爐的安裝速度慢的關(guān)鍵問題。

三、關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)鏡面焊的原理及使用的便捷性，同時(shí)為了防止在焊接過程中鏡子在高溫下炸裂，研制了困難位置焊接專用鏡。焊接專用鏡是由超亮不銹鋼和高強(qiáng)度磁鐵組合而成。通過一根撓性金屬軟管與一塊強(qiáng)磁鐵相連。鏡面與金屬軟管通過萬向節(jié)連接，可360°旋轉(zhuǎn)，方便焊接。

通過對(duì)鍋爐圖紙的研究，設(shè)計(jì)制作了專用的鏡面焊練習(xí)模擬架，以保證焊工的練習(xí)環(huán)境接近實(shí)際焊接的環(huán)境。

在實(shí)際焊接過程中，由于管排節(jié)距實(shí)在太小，定制了可以360°改變焊槍角度的撓性氬弧焊槍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體焊接位置和障礙，彎曲焊槍手柄和焊嘴之間的角度，讓焊工握槍的手能放在一個(gè)可以操控的位置，使得焊接作業(yè)能夠順利進(jìn)行。

四、焊接工藝

1、焊前準(zhǔn)備

焊口打磨及對(duì)口   鈍邊尺寸控制在0.5-1.0mm，便于焊工控制焊接溫度，降低焊工打底的難度，確保獲得熔合良好的根部焊縫。當(dāng)氬弧焊打底采用內(nèi)加絲法時(shí)，對(duì)口間隙應(yīng)控制在2.8-3.0mm之間，既方便焊接過程中通過焊縫間隙觀察熔池，又防止因間隙過大，造成仰焊位置根部內(nèi)凹，平焊位置焊瘤。當(dāng)采用外加絲法時(shí)，對(duì)口間隙應(yīng)控制在2.0～2.5mm之間。對(duì)口時(shí)，錯(cuò)口值不得大于壁厚的百分之十。偏折程度不得大于1/200。

鏡子的擺放  在開始鏡面焊前，首先要擺放好鏡子的位置，一般要達(dá)到兩個(gè)要求，其一要便于肉眼通過鏡子的反射觀察焊縫的熔池狀況，其二要不影響氬弧焊槍的位置擺放和焊接過程中焊槍的行走、擺動(dòng)。

2、打底層的焊接

點(diǎn)焊  鏡面焊焊接方法對(duì)口點(diǎn)焊的位置與普通焊口是不同的，最佳的點(diǎn)焊位置是各偏離平焊位置四十五度的兩側(cè)，這樣點(diǎn)焊的好處是在氬弧焊打底過程中，肉眼視線能夠方便地透過平焊位置的對(duì)口間隙觀察焊縫熔池。

打底焊，個(gè)別位置的焊接可采用內(nèi)加絲焊法。焊絲通過正面的坡口間隙向電弧燃燒處進(jìn)行送絲。打底層的焊接，仰焊（6點(diǎn)鐘）部位焊接是最易出現(xiàn)缺陷的部位。焊接開始時(shí)，從仰焊部位引弧，先不加焊絲，待坡口根部熔化后，將焊絲輕輕地向熔池送，到達(dá)坡口根部，以保證背面焊縫的高度和根部熔合良好。

焊接過程中，肉眼可以通過對(duì)口間隙觀察根部的成形情況，同時(shí)觀察鏡面中電弧的燃燒情況和外觀成形，當(dāng)焊至立焊時(shí)收弧。

焊接過程中，一方面要注意熔池溫度，防止產(chǎn)生焊瘤和未焊透，焊接時(shí)不得將焊縫兩側(cè)的坡口線破壞，以便于蓋面時(shí)獲得良好的焊縫直線。另一方面，焊工要全身心地投入到鏡面的反景之中，焊絲彎曲的弧度要便于送絲，焊槍角度要根據(jù)鏡面中電弧的情況適時(shí)調(diào)節(jié)，避免焊槍角度過傾使電弧過長，防止未焊透、氣孔等缺陷的出現(xiàn)。

在焊接過程中，仰焊部位的焊接接頭，必須用肉眼在筆式手電筒的照明下檢查接頭狀況，保證氬弧焊打底的質(zhì)量。氬弧焊打底焊縫根部檢查完成后，外表也必須嚴(yán)格檢查，檢查的主要內(nèi)容是焊縫與母材的熔化是否良好；焊縫在軸向方向?qū)挾纫�盡量保持一致，為填充層焊接創(chuàng)造良好的條件，降低在填充層焊接時(shí)的焊工操控難度。另外，焊接過程中焊縫表面產(chǎn)生的氧化物在填充前必須清除，否則易產(chǎn)生夾渣。

3、填充層的焊接

氬弧焊打底結(jié)束后，進(jìn)行層間焊縫的填充。首先選擇好焊工的操作位置，模擬好焊槍的運(yùn)行軌跡；然后固定鏡子，并調(diào)節(jié)好鏡面的角度；焊絲也必須結(jié)合具體的焊接位置和焊縫的弧度，適當(dāng)拗曲變形，既便于拿焊絲的手選擇相對(duì)開闊的位置，動(dòng)作靈活，容易將焊絲送抵熔池，又可以防止焊絲干擾焊工的視線。

在焊接過程中，弧光通過鏡子的反射非常強(qiáng)烈，焊工很難看清楚鎢極，送絲時(shí)焊絲很容易與鎢極碰撞，鎢極尖頭形狀變形，影響電弧的穩(wěn)定性。所以焊接過程中焊絲必須緊貼焊縫，以防止焊絲與鎢極的碰撞。

4、蓋面層的焊接

蓋面層焊接前，首先檢查填充焊縫的表面成形，清理附著在焊縫表面的氧化物，直至焊縫在周向和軸向達(dá)到平滑與均勻，為蓋面創(chuàng)造最好的條件。

蓋面層焊接時(shí)，應(yīng)以兩側(cè)坡口線為基準(zhǔn)線，保持好焊縫的直線度，以獲得良好的焊縫外表成形。盡量避免在鏡面焊處出現(xiàn)焊接接頭，防止焊接缺陷的產(chǎn)生。

在焊工培訓(xùn)過程中，初期主要是為了讓焊工適應(yīng)鏡面焊的特殊性，轉(zhuǎn)變反向思維，練習(xí)手、腦的配合與協(xié)調(diào)，可以先用普通材質(zhì)的管材進(jìn)行練習(xí)。經(jīng)過10天左右的培訓(xùn)，使手與腦達(dá)到有效的協(xié)調(diào)，才能基本掌握鏡面焊的施焊技巧。因?yàn)殓R面焊焊口的返修非常困難，沒有高的合格率就會(huì)影響工程的進(jìn)度。所以，焊工練習(xí)的焊口要在外觀及內(nèi)在質(zhì)量均能夠連續(xù)幾天都達(dá)到100％合格的時(shí)候才可上崗。